Основные сведения о газообразном и жидком топливе.

Топливом называются горючие вещества, которые сжигаются для получения тепла.

В соответствии с физическим состоянием топливо разделяют на твердое, жидкое и газообразное.

К твердому топливу относят уголь, торф, горючие сланцы, дрова.

К жидкому топливу относят сырую нефть, различные нефтепродукты и мазут.

К газообразному топливу относят природный газ, а также различные промышленные газы: доменный, кокосовый, генераторный и пр.

В зависимости от происхождения топливо разделяется на природное и искусственное.

Природным называют топливо в том виде, в котором оно было получено при добыче: уголь, торф, нефть, природный газ.

Искусственное топливо – это продукт, полученный при технологической переработке природного топлива. Например, кокс, брикеты угля, дизельное топливо, мазут, доменный, кокосовый, генераторный газы.

Топливо, которое по техническим и экономическим соображениям невыгодно перевозить на большие расстояния из-за его низкого качества, как правило, используют вблизи места его добычи или получения, оно называется местным.

К высококачественному топливу относятся каменный уголь, антрациты, жидкое топливо и природный газ.

Физико-химические свойства природных газов.

Природные газы не имеют цвета, запаха и вкуса.

Основными показателями природных газов являются: состав, теплота сгорания, плотность, температура горения и воспламенения, границы взрываемости и давление при взрыве.

Природные газы чисто газовых месторождений состоят в основном из метана (82-98%) и других углеводородов.

В состав природного газа входят горючие (углеводороды, водород, сероводород) и негорючие вещества (углекислый газ, кислород, азот, водяной пар). После добычи газа из него извлекают токсичный газ сероводород, остаточное содержание которого должно быть не выше 0,02 г/м³.

Теплота сгорания – это количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 м³ газа. Измеряется в ккал/м³, кДж/м³ газа. Различают высшую теплоту сгорания, когда учитывается тепло, затраченное на конденсацию водяных паров, которые находятся в дымовых газах, и низшую, когда это тепло не учитывается.

Плотностью вещества является величина, которая определяется отношением массы вещества к объему. Единица измерения плотности кг/м³. Плотность природного газа зависит от его состава.

Важной характеристикой любого горючего является жаропроизводительность, т.е. максимальная температура, которая может быть достигнута при полном сгорании, если количество воздуха, необходимого для горения, точно отвечает химическим формулам горения, а начальная температура газа и воздуха равна нулю.

Жаропроизводительность природных газов составляет примерно 2000-2100 ºС, метана- 2043 ºС. Действительная же температура горения в топках существенно ниже жаропроизводительности и зависит от условий сжигания.

Температура воспламенения – это такая температура топливовоздушной смеси, при которой смесь начинает гореть без источника воспламенения. Для природного газа она составляет 645-700 ºС.

Границы взрываемости.

Газовоздушная смесь, в составе которой находится:

- до 5% - не горит;

- от 5 до 15 % - взрывается;

- больше 15% - горит при подаче воздуха.

Давление при взрыве природного газа составляет 0,8-1,0 МПа.

Природный газ не имеет запаха. Для определения утечки газ одоризируют (придают ему специфический запах). Одоризация происходит на газораспределительных станциях (ГРС).

Использование природного газа имеет ряд преимуществ по сравнению с твердым и жидким топливом:

- отсутствие золы и выноса твердых частичек в атмосферу;

- отностительнпя дешевизна, обусловленная более легким способом добычи и транспорта;

- высокая теплота сгорания;

- не требуется подготовкитоплива к сжиганию;

- облегчается труд обслуживающего персонала и улучшаются санитарно-гигиенические условия его работы;

- облегчаются условия автоматизации рабочих процессов.

Но использование природного газа требует особых мер осторожности, так как возможна его утечка неплотности в местах соединения газопровода и присоединения арматуры.

Наличие в помещении более 20% газа вызывает удушье, скопление его в закрытом объеме от 5 до 15% может привести к взрыву газовоздушной смеси. При неполном сгорании образуется токсичный угарный газ, который даже при небольших концентрациях может привести к отравлению к отравлению обслуживающего персонала.

Горение природного газа – это сложный физико-химический процесс взаимодействия горючих его составляющих с окислителем, при котором происходит преобразование химической энергии топлива в тепло.

Горение бывает полным и неполным. Полное горение происходит при: непрерывной подаче топлива и воздуха в достаточном количестве, хорошем перемешивании газа с воздухом, достаточной температуры в топке. Невыполнение этих условий приводит к неполному сгоранию топлива, при котором выделяется меньшее количество тепла, образуются газообразные продукты неполного сгорания – окись углерода, водород, метан, а также сажа, оседающая на поверхностях нагрева, ухудшающая теплообмен и увеличивающая потери тепла, что приводит к перерасходу топлива и снижение КПД котла, загрязнению атмосферы.

Токсичность газового топлива заключается в способности вызывать отравлениечеловека при вдыхании вредных компонентов, содержащихся в топливе или продуктах его сгорания.

Наиболее опасным является угарный газ (оксид углерода), который выделяется при сжигании при недостаточном количестве воздуха. Значительное количество оксида углерода содержится в искусственных газах (доменном, коксовом).

Углекислый газ при концентрации в воздухе в пределах 4-5% приводит к сильному раздражению органов дыхания, а при 10% вызывает сильное отравление.

Сильное вредное воздействие на организм человека оказывают сероводород, оксиды серы и азота.

Метан и другие углеводородные газы не ядовиты, но вдыхание их вызывает головокружение, а значительное содержание в воздухе приводит к удушью из-за недостатка кислорода.

Сжиженные углеводородные газы, попадая на кожу человека, вызывают обморожение. Для определения утечки газа в сжиженный газ добавляют 60-90 г этилмеркаптана на 1 т газа.